Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ СОДЕЙСТВИЯ ПАССАЖУ МОЧИ В МОЧЕТОЧНИКЕ

Изобретение относится к области медицины и биофизики, может быть использовано в педиатрии: нефрологии, урологии.

Известен способ восстановления уродинамики верхних мочевых путей путем стимуляции мочеточника импульсным током с помощью электрода-катетера, отличающийся тем, что стимуляцию проводят за счет последовательной передачи импульса на изолированные друг от друга и расположенные вдоль мочеточника контактные поверхности многоконтактного электрода-катетера, который укладывают и фиксируют непосредственно вдоль мочеточника во время операции (см. патент на изобретение РФ №2263519, МПК A61N1/32).

Однако данный способ является инвазивным, что ограничивает его применение в широкой практике, особенно у детей. Данный способ может применяться только у детей, которым необходимо оперативное вмешательство, что не позволяет применять его у детей, не имеющих грубых пороков, но которые также имеют нарушение уродинамики верхних мочевых путей. При проведении данного способа возможно непосредственное повреждение стенок мочевых путей, а также присоединение или усиление воспалительного процесса, что также огранивает применение данного способа. Данная методика не может быть применена в острый период пиелонефрита. Кроме того, данная методика может быть применена только в хирургических стационарах.

Известен способ реабилитации детей с хроническим пиелонефритом путем кинезотерапии, заключающейся в проведении комплекса активных гимнастических упражнений, включающего общеразвивающие физические упражнения для всех групп мышц (см. патент на изобретение РФ №2185803, МПК A61H1/00, A63B 23/18, A63B 23/02).

Недостатком данного способа является невозможность его применения для детей младшего возраста. Также недостатком способа является отсутствие локального воздействия на верхние мочевые пути и невозможность регулирования частоты сокращения мочеточников. Кроме того, при неправильном выполнении упражнений возможно отсутствие эффекта и даже патологический спазм, возникающий при чрезмерной физической активности.

Известен способ длительного пассажа мочи, предназначенный для дренирования верхних мочевых путей, и устройство для его осуществления. Устройство для длительного пассажа мочи выполнено из силиконовой резины в виде трубки с боковыми отверстиями и толщиной стенки 0,1 - 0,2 мм. При длительном пассаже мочи из чашечно-лоханочной системы в мочевой пузырь пузырно-мочеточниковый рефлекс не развивается (см. патент на изобретение РФ №2113245, МПК A61M 27/00, A61M 25/00).

Недостатком является инвазивное внедрение стента в мочеиспускательный канал. При проведении данного способа возможно непосредственное повреждение стенок мочевых путей, а также присоединение или усиление воспалительного процесса, что также огранивает применение данного способа. Применение метода требует повышенной квалификации медперсонала.

Наиболее близким является способ гальваноакустической стимуляции и устройство для его осуществления. В данном способе кроме акустической стимуляции одновременно в теле пациента возбуждают электрические колебания и совмещают их топологически с акустическими колебаниями (см. заявку на изобретение РФ №94027257, МПК A61H 23/00). Для лечения атоний верхних мочевых путей используют устройство, содержащее генератор электрических колебаний звуковой частоты и соединенный с его выходом излучатель звуковых колебаний, содержащий подвижный элемент, например мембрану. Устройство содержит по меньшей мере одну пару, состоящую из положительного и отрицательного электродов, выполненных из электропроводных материалов с различными электрохимическими потенциалами, причем положительный электрод каждой пары соединен с положительной шиной питания генератора, а отрицательный - с отрицательной шиной питания генератора, а подвижный элемент излучателя, например мембрана, является совмещенным с одним или несколькими положительными и/или отрицательными электродами или сам является одним из электродов. Акустические излучатели звуковых колебаний соединены с выходом генератора, причем подвижный элемент каждого из них является совмещенным со своим электродом или непосредственно является им.

Недостатком данного способа является преимущественное воздействие на систему кровеносных сосудов и минимальное влияние на мочеточники. Также недостатком данного способа является ручная подборка частоты сигнала воздействия и высокая амплитуда излучения. С помощью данного способа затруднительно задавать и регулировать частоту сокращения мочеточников. Применение акустического воздействия при некоторых заболеваниях имеет противопоказания.

Задача заявляемого изобретения заключается в создании нового неинвазивного способа восстановления тонуса, сократительной и эвакуационной способности верхних мочевых путей, способствующего более быстрому купированию обострения, а также снижению количества обострений пиелонефрита, применимого в широкой практике, в том числе и в педиатрии, при этом не только в стационарах, но и в поликлиниках.

Технический результат заключается в повышении точности терапевтического воздействия и, как следствие, повышении эффективности и сокращении сроков лечения.

Указанный технический результат достигается тем, что способ содействия пассажу мочи в мочеточнике включает возбуждение электрических колебаний в теле пациента с помощью электродов, согласно решению один из электродов распологают в области лобковой кости, а другие распологают паравертебрально по внешнему краю мышцы, выпрямляющей позвоночник, в области между XII ребром и крестцовым отделом, а возбуждение осуществляют следующим образом: на ближайшие к XII ребру паравертебрально расположенные электроды подают сигнал с частотой из интервала 5-32 кГц, амплитудой не более 3 В, силой тока не более 20 мА, сформированный в импульс длительностью 0,1-0,2 мсек, импульсы формируют в пачку длительностью 0,5-1 сек, время между импульсами в пачке 0,01-0,8 сек, пачку импульсов подают последовательно на каждые паравертебрально расположенные электроды в направлении к крестцовому отделу с задержкой 5 сек, после подачи пачки импульсов на ближайшие к крестцовому отделу паравертебрально расположенные электроды через 5 сек повторяют последовательную подачу пачки импульсов на паравертебрально расположенные электроды от XII ребра до крестцового отдела; при этом возбуждение осуществляют в течение времени 5-10 мин 1 раз в день на протяжении 5-20 дней.

Заявляемое изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена блок-схема устройства для реализации способа содействия пассажу мочи в мочеточнике (аппарата для миостимуляции уродинамики); на фиг. 2 - осциллограммы миоволн по всем трем парам (верхней, средней и нижней) паравертебральных электродов; на фиг. 3 - схематичное изображение мочеточника. Позициями на чертежах обозначены:

1 - компьютер;

2 - блок формирования импульсов;

3 - отладочный модуль;

4 - программный усилитель;

5 - верхние паравертебральные электроды;

6 - средние паравертебральные электроды;

7 - нижние паравертебральные электроды;

8 - общий электрод;

9 - импульс;

10 - пачка импульсов.

Осуществление способа

Способ содействия пассажу мочи в мочеточнике включает возбуждение электрических колебаний в теле пациента с помощью электродов. Один из электродов является общим и расположен в области лобковой кости, то есть у мочевого пузыря. Другие электроды расположены паравертебрально по внешнему краю мышцы, выпрямляющей позвоночник, в области между XII ребром и крестцовым отделом, то есть вдоль мочеточников. У пациентов-детей паравертебральные электроды взяты в количестве двух, а у взрослых пациентов в количестве шести, при этом электроды расположены парами симметрично относительно позвоночника в три ряда - верхние паравертебральные электроды в области XII ребер, нижние паравертебральные электроды в области крестцового отдела, средние паравертебральные электроды расположены между верхними и нижними. Устройство для осуществления способа содействия пассажу мочи в мочеточнике содержит генератор электрических колебаний, соединенный с электродами. Генератор представляет собой компьютер с программой управления, позволяющей задавать необходимую последовательность импульсов с заданными параметрами. Программа для компьютера написана на языке С# и позволяет в режиме реального времени управлять всеми характеристиками выходного сигнала заявляемого устройства (миостимулятора). Генератор соединен посредством порта USB с блоком формирования импульсов, состоящим из отладочного модуля (например, фирмы Texas Instruments серии MSP430G2XXX на базе контроллера марки MSP-EXP430G2) и блока программного усилителя, снабженного выходами для соединения с электродами.

Способ осуществляется следующим образом. При помощи генератора и блока формирования импульсов формируют электрический сигнал с частотой 5-32 кГц, амплитудой не более 3 В, силой тока не более 20 мА. Сигнал подают импульсами длительностью 0,1-0,2 мсек, причем импульсы формируют в пачку длительностью 0,5-1 сек, время между импульсами в пачке 0,01-0,8 сек. Пачку импульсов подают последовательно на каждые паравертебрально расположенные электроды в направлении от XII ребер к крестцовому отделу с задержкой 5 сек: сначала на верхние паравертебральные электроды, затем через 5 сек на средние паравертебральные электроды, после чего через 5 сек на нижние паравертебральные электроды. После подачи пачки импульсов на нижние, ближайшие к крестцовому отделу паравертебрально расположенные электроды через 5 сек повторяют последовательную подачу пачки импульсов на паравертебрально расположенные электроды от XII ребра до крестцового отдела. Для достижения поставленной задачи способа возбуждение электрических колебаний в теле пациента осуществляют в течение 5-10 мин 1 раз в день на протяжении 5-20 дней.

При электростимуляции передача импульсов с нервных окончаний на мышечные волокна вызывает мышечное сокращение, при этом улучшаются кровообращение и лимфоток, активизируется обмен веществ. Контроль динамики прохождения порции мочи по мочеточнику осуществлялся при помощи УЗИ аппарата с расположением аппликатора в области входа мочеточника в мочевой пузырь. При увеличении объема выбрасываемой мочеточником порции мочи более чем на 1 мл в мочевой пузырь или увеличении скорости выброса более чем на 1 см/с делают вывод об эффективности данных параметров миостимуляции на мочеточник.

Для реализации способа пациента располагают на кушетке и накладывают электроды на область спины. Верхние электроды располагаются в углу между наружным краем мышцы, выпрямляющей позвоночник, и XII ребром. Последующие - по наружному краю мыщцы, выпрямляющей позвоночник, сверху вниз до крестцового отдела. Общий электрод на лобке. Такое расположение электродов связано с проекцией почек и мочеточников в поясничной области. В наилучшем варианте выполнения выбрано 3 пары электродов, что обусловлено строением мочеточника. Существует цистоидная теория, согласно которой мочеточник состоит из трех отделов (цистоидов), которые последовательно сокращаются и проталкивают мочу из почки в мочевой пузырь. Каждый электрод смазывают электропроводящим гелем или физраствором. Затем включают программу на компьютере и задают минимальные значения всех регулируемых параметров, после чего нажимают кнопку «СТАРТ» в интерфейсе программы. Варьируя амплитуду и частоту следования импульсов, одновременно контролируют при помощи УЗИ количественные характеристики мочеточникового выброса в мочевой пузырь.

Электростимуляцию начинают проводить один раз в день в течение 5-10 минут импульсами, сгруппированными в пачку длительностью 1 сек, при напряжении в импульсе 2-3 В, силой тока в импульсе до 20 мА, временем задержки подачи импульсов между соседними парами контактных поверхностей 5 сек. В результате этого за 1 минуту образуется 5 циклов возбуждения, что соответствует физиологическому сокращению мочеточника. Если мочеточниковый выброс увеличивается (скорость, объем, частота следования сокращений), делают вывод об эффективности миостимуляции уродинамики. По окончании процедуры: отключают программу, выключают блок формирования импульсов, убирают электроды, удаляют остатки проводящего геля.

Теоретическое обоснование способа

Предлагаемый режим стимуляции является оптимальным для получения устойчивого лечебного эффекта и выбран на основании исследования литературных источников, известных методик стимуляции и клинических наблюдений за 21 пациентом. При осуществлении способа проводили оценку функциональной активности мочеточников с помощью УЗИ с определением мочеточниковых выбросов. В режиме ИДМ оценивались количественные параметры: количество пиков (волн), количество выбросов за единицу времени, продолжительность одного выброса (Т), максимальная (Vmax) и минимальная (Vmin) скорости выброса.

В соответствии с условием непрерывности по мере сужения сечения канала скорость сплошного потока внутри него возрастает пропорционально этому сужению. В результате по мере уменьшения сечения канала сопротивление течению жидкости нарастает и ее движение все более затрудняется.

Поскольку вся жидкость в канале предполагается инертной и приводимой движение только внешней силой, по всей длине канала она испытывает лишь сопротивление движению и торможение, которое из-за несжимаемости жидкости в полной мере передается на вход канала. При этом сужение канала увеличивает сопротивление и потому для улучшения пропускной способности при прочих равных условиях необходимо увеличивать его диаметр.

Как показано на фиг. 3, расположим на исследуемом участке минимум три точки контроля и стимуляции - р1, р2, р3. Тогда время между участками будет соответственно t1 и t2. Исходя из анатомических данных допустим следующие краевые условия:

L (общая длина)=20 см=0,2 м;

Vmin(минимальная скорость)=2,3 см/с=0,023 м/с;

Vmax(максимальная скорость)=60 см/с=0,6 м/с.

Если принять, что участок канала один имеет одинаковое значение со вторым участком канала и равен 7 см, то оценим время прохождения пульсовой волны через контрольные точки:

t2=t1=>min 0.07/0.0.23=3.04 секунд

max 0.07/0.6=0.12 секунд

Соответственно частота прохождения волн пассажа мочи может варьироваться от min 1/3.04=0.32 Гц до max 1/0.12=8.3 Гц.

Примеры реализации способа

Проводилось обследование детей с хроническим пиелонефритом. Было выявлено нарушение уродинамики мочевых путей. При оценке по данным УЗИ мочеточниковых выбросов выявлено снижение как максимальной, так и минимальной скоростей мочеточниковых выбросов (90%).

После проведения электромиостимуляции отмечалось увеличение скоростей мочеточниковых выбросов, а также увеличение продолжительности мочеточникового выброса, что свидетельствует о нормализации уродинамики мочевых путей.

Таким образом, предлагаемый способ восстановления уродинамики верхних мочевых путей позволяет восстанавливать тонус, сократительную и эвакуационную способность верхних мочевых путей, что сокращает длительность обострения и количество обострений пиелонефрита, которые связанные с нарушением уродинамики. Данный способ является неинвазивным, что позволяет его использовать в педиатрии, а также не только в условиях стационара, но и в амбулаторной практике.

Пример 1

Пациентка Н., 15 лет, находилась в КФП (кафедра факультетской педиатрии Саратовского государственного медицинского университета им В.И. Разумовского) с диагнозом: Вторичный обструктивный и дисметаболический пиелонефрит, хроническое течение, период ремиссии, без нарушения функции почек. ВАМВС: внутрипочечный сосуд справа.

Из анамнеза известно, что девочка состоит на диспансерном учете у нефролога с данным диагнозом с 2001 года.

В клинике проведено обследование.

В общем анализе крови: без воспалительных изменений. Биохимия крови: без патологии. В общем анализе мочи: без воспалительных изменений.

Проведено УЗИ почек: выявлена умеренная пиелоэктазия справа.

Экскреторная урография: почки контраст выделяют своевременно. Справа умеренная пиелоэктазия, внутрипочечный сосуд.

Слева лоханка в норме.

Микционная цистоуретрография: рефлюксы не выявлены.

С целью исследования уродинамики верхних мочевых путей проведено определение мочеточниковых выбросов. Выявлено снижение как максимальной, так и минимальной скоростей выбросов: Vmax справа 19,2 см/с, Vmax слева 30 см/с (норма 51,0±0,03 см/с);

Vmin справа 3 см/с, Vmin слева 4,2 см/с (норма 17,9±0,02 см/с), продолжительность выбросов справа 1300 мсек, слева 2533 мсек. Количество выбросов за 1 минуту справа 2, слева 3.

Для улучшения уродинамики верхних мочевых путей проводилась электромиостимуляция.

Процедура проводится 1 раз в день, в течение 5-10 минут с частотой переключения электродов 500 мсек. Пауза между циклами 5 сек. Длительность пачки импульсов 1000 мсек. В последующем процедуру продлили до 20 мин. Курс 10 дней.

После проведения курса электростимуляции проводилось контрольное исследование уродинамики верхних мочевых путей с помощью определения мочеточниковых выбросов. Было установлено, что скорости как максимальная, так и минимальная увеличились, справа составила Vmax справа 30,2 см/с, Vmax слева 42 см/с, Vmin справа 9 см/с, Vmin слева 8,2 см/с, продолжительность выбросов справа 1300 мсек, слева 1533 мсек. Количество выбросов за 1 минуту справа 4, слева 3.

Пример 2

Пациентка Н., 13 лет, находилась в КФП с диагнозом: Вторичный дисметаболический пиелонефрит, хроническое течение, период неполной ремиссии, без нарушения функции почек.

Из анамнеза известно, что девочка состоит на диспансерном учете у нефролога с 2009 года.

В клинике проведено обследование.

В общем анализе крови: без воспалительных изменений. Биохимия крови: без патологии. В общем анализе мочи: без воспалительных изменений, оксалаты небольшое количество.

Проведено УЗИ почек: без патологии. Экскреторная урография: почки расположены в обычном месте, контраст выделяют своевременно. Справа и слева лоханки несколько гипотоничны. Мочеточники проходимы, несколько гипотоничны.

По данным МЦУГ: рефлюксов не выявлено.

С целью исследования уродинамики верхних мочевых путей проведено определение мочеточниковых выбросов. Выявлено снижение как максимальной, так и минимальной скоростей выбросов: Vmax справа 8,9 см/с, Vmax слева 9,1 см/с (норма 40,0±0,03 см/с);

Vmin справа 2,5 см/с, Vmin слева 2,3 см/с (норма 14,0±0,02 см/с) продолжительность выбросов справа 1258 мсек, слева 2858 мсек. Количество выбросов за 1 минуту справа 2, слева 2.

Для улучшения уродинамики верхних мочевых путей проводилась электромиостимуляция.

Процедура проводится 1 раз в день, в течение 5-10 минут с частотой переключения электродов 500 мсек. Пауза между циклами 5 сек. Длительность пачки импульсов 1000 мсек. В последующем процедуру продлили до 20 мин. Курс 10 дней.

После проведения курса электростимуляции проводилось контрольное исследование уродинамики верхних мочевых путей с помощью определения мочеточниковых выбросов. Было установлено, что скорости как максимальная, так и минимальная увеличились, справа составила Vmax справа 15,9 см/с, Vmax слева 17,1 см/с, Vmin справа 7,5 см/с, Vmin слева 8,3 см/с, продолжительность выбросов справа 1958 мсек, слева 2958 мсек. Количество выбросов за 1 минуту справа 3, слева 4.

Таким образом, предлагаемый способ восстановления уродинамики верхних мочевых путей позволяет восстанавливать тонус, сократительную и эвакуационную способность верхних мочевых путей. Таким образом при нормализации уродинамики сокращается длительность обострения и количество обострений пиелонефрита, т.к. нарушение уродинамики является одним из основных компонентов развития пиелонефрита. Данный способ является неинвазивным, что позволяет его использовать в педиатрии, при чем у детей любого возраста, а также не только в условиях стационара, но и в амбулаторной практике.

Пример 3

Пациентка Л., 7 лет, находилась в КФП с диагнозом: Вторичный дисметаболический пиелонефрит, хроническое течение, период неполной ремиссии, без нарушения функции почек.

Из анамнеза известно, что девочка состоит на диспансерном учете у нефролога с 2011 года.

В клинике проведено обследование.

В общем анализе крови: без воспалительных изменений. Биохимия крови: без патологии. В общем анализе мочи: без воспалительных изменений. Проведено УЗИ почек: без патологии. Экскреторная урографии: почки расположены в обычном месте, контраст выделяют своевременно. Справа и слева лоханки несколько гипотоничны. Мочеточники проходимы, несколько гипотоничны.

По данным МЦУГ: рефлюксов не выявлено.

С целью исследования уродинамики верхних мочевых путей проведено определение мочеточниковых выбросов. Выявлено снижение как максимальной, так и минимальной скоростей выбросов: Vmax справа 11,9 см/с, Vmax слева 9,9 см/с (норма 40,0±0,03 см/с);

Vmin справа 5,5 см/с, Vmin слева 5,3 см/с (норма 14,0±0,02 см/с), продолжительность выбросов справа 1258 мсек, слева 2858 мсек. Количество выбросов за 1 минуту справа 3, слева 4.

Для улучшения уродинамики верхних мочевых путей проводилась электромиостимуляция.

Процедура проводится 1 раз в день, в течение 5-10 минут с частотой переключения электродов 500 мсек. Пауза между циклами 5 сек. Длительность пачки импульсов 1000 мсек. Курс 10 дней.

После проведения курса электростимуляции проводилось контрольное исследование уродинамики верхних мочевых путей с помощью определения мочеточниковых выбросов. Было установлено, что скорости как максимальная, так и минимальная увеличились, справа составила Vmax справа 24,9 см/с, Vmax слева 23,1 см/с, Vmin справа 15,5 см/с, Vmin слева 17,3 см/с, продолжительность выбросов справа 1958 мсек, слева 2958 мсек. Количество выбросов за 1 минуту справа 5, слева 5.

Таким образом, предлагаемый способ восстановления уродинамики верхних мочевых путей позволяет восстанавливать тонус, сократительную и эвакуационную способность верхних мочевых путей. При нормализации уродинамики сокращается длительность обострения и количество обострений пиелонефрита, т.к. нарушение уродинамики является одним из основных компонентов развития пиелонефрита. Данный способ является неинвазивным, что позволяет его использовать в педиатрии, при чем у детей любого возраста, а также не только в условиях стационара, но и в амбулаторной практике.